AquaCrop模型对旱区冬小麦抗旱灌溉的模拟研究

摘要：

【目的】根据干旱情况及时采取灌溉措施，对旱区抗旱以及提高水分利用效率具有重要意义。从大田农业的实际情况出发，研究AquaCrop模型在旱区的适用性及干旱年份抗旱灌溉模拟，为实现抗旱保产提供依据。【方法】于2012—2014年，在旱区陕西杨凌及杨凌周边区域进行冬小麦大田试验，采用2013—2014年揉谷试验区的冬小麦观测数据进行模型的参数调试，采用2012—2013年揉谷试验区和2013—2014年武功试验区的冬小麦观测数据进行模型的验证，从而获得AquaCrop模型在陕西杨凌及周边地区的模型参数。模型参数包括影响冠层生长的冠层增长系数、冠层衰老系数和最大冠层覆盖度，影响生物量积累的水分生产力，影响产量形成的参考收获指数等。然后根据调查的干旱年份2012—2013年的灌溉情况制定出4种灌溉情景，并利用参数本地化后的AquaCrop模型模拟2012—2013年4种灌溉情景对冬小麦生物量和产量的影响，通过模拟结果得出最优灌溉策略。最后比较2012—2013年揉谷试验区、2013—2014年揉谷试验区和武功试验区冬小麦的产量水分利用效率。【结果】在冬小麦冠层覆盖度方面，AquaCrop 模型模拟的冠层覆盖度和实测值之间的决定系数（R2）与均方根误差（RMSE）分别为0.464和8.0%。在冬小麦生物量模拟方面，AquaCrop模型模拟的生物量和实测值之间的R2和RMSE分别为0.889和1.622 t·hm-2。在冬小麦产量模拟方面，AquaCrop模型模拟的产量与实测产量之间的RMSE为0.377 t·hm-2。2013年为干旱年份，在播种后第77天进行冬灌并且在播种后第172天的拔节期再进行灌溉的两种情景获得最大的生物量；在播种后第77天进行冬灌、播种后第172天拔节期和播种后第200天抽穗期再分别灌溉，小麦产量最高，达到6.451 t·hm-2。2012—2013年揉谷试验区、2013—2014年揉谷试验区和武功试验区冬小麦的产量水分利用效率分别为1.84、1.69和1.82 kg·m-3。【结论】AquaCrop模型能够较好地模拟旱区冬小麦的生物量和产量，并且AquaCrop模型模拟的干旱年份下不同灌溉策略的生物量和产量，基本可以说明不同灌溉时间和灌溉次数对冬小麦最终产量的影响。同时说明2012—2013年增加的2次灌溉使干旱年份冬小麦的产量水分利用效率超过正常年份。以上研究符合当地农业生产实际情况，说明 AquaCrop 模型可以为旱区抗旱保产提供依据。AquaCrop 模型具有很好的应用前景，正逐渐成为一个重要的田间决策工具。

关键词：AquaCrop模型、冬小麦、灌溉、干旱

分类号：S512;S157.4;S274.1

资助基金：国家自然科学基金;国家科技支撑计划

在线出版日期：2016-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4100-4110